CH442385A - Process for the reduction of metal oxides - Google Patents

Process for the reduction of metal oxides

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CH442385A
CH442385A CH6835859A CH6835859A CH442385A CH 442385 A CH442385 A CH 442385A CH 6835859 A CH6835859 A CH 6835859A CH 6835859 A CH6835859 A CH 6835859A CH 442385 A CH442385 A CH 442385A
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shaft
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reduction
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Elektrokemisk As
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    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • C21B13/023Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces wherein iron or steel is obtained in a molten state
    • C21B13/026Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces wherein iron or steel is obtained in a molten state heated electrically

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Description

  

  Verfahren zur Reduktion von Metalloxyden    Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur  kontinuierlichen Reduktion von Metalloxyden zu Metal  len im Schachtofen, wobei die Beschickung ganz oder  teilweise aus sowohl Reduktionsmittel als Metalloxyd  enthaltenden Formstücken besteht und durch Verbren  nung der Reaktionsgase und/oder     zugeführter    gasförmi  ger Heizmittel im Kontakt mit den Formstücken erhitzt  und zur Reduktion gebracht wird, dadurch gekennzeich  net, dass an mindestens drei Höhenlagen des Schachtes  sauerstoffhaltige Gase in regulierten Mengen eingeblasen  werden.  



  Das Verfahren kann im Schachtofen so geführt  werden, dass der Wärmebedarf durch die Verbrennung  von Gasen, die sich durch die Reaktion in den  Formstücken bilden, und/oder von zugeführten brennba  ren Gasen im Schachte selbst und in Kontakt mit der  Beschickung gedeckt wird.  



  Es ist bereits bekannt, dass Beschickungsbriketts oder       Pellets    aus feinkörnigem Eisenerz oder Erzkonzentrat in  Verbindung mit Koks oder Kohlenpulver samt     einem     Bindemittel hergestellt werden können. Da das Eisen  oxyd und der Koks in derartigen Briketts als kleine  Körner mit grosser reaktiver Kontaktfläche vorliegen,  erfolgt in den Briketts eine erstaunlich rasche Reduktion,  wenn dieselben auf eine Temperatur von über zirka  900 C erhitzt werden. Es bildet sich dabei in den Briketts  CO, das     Fe203    bzw.     Fe0    reduziert und CO wird  kontinuierlich durch die Reaktion zwischen CO., und C  regeneriert.

   Der Reduktionsprozess in den Briketts ist  jedoch stark     endothern    und erfordert eine kontinuierliche  Zuführung von Wärme.  



  Es ist vorgeschlagen worden, die Beschickungsbri  ketts durch indirekte Erwärmung in     Muffelöfen    oder  ähnlichen zu erwärmen. Hierdurch wird jede schädliche  Luftoxydation von Kohlenstoff vermieden, aber die  Wärmeüberführung wird langsam und ineffektiv sein.    Dieses Verfahren wird demzufolge nicht in der Technik  verwendet.  



  Die Beschickungsbriketts können auch in einem       Rotierofen    erwärmt werden, und zwar durch Verbren  nung von den in den Briketts entwickelten Gasen samt  von     Zusatzheizmitteln,    wie     z.B.    Gas, Öl oder Kohlenpul  ver, die über dem Beschickungsniveau zugeführt werden.  Wegen der verhältnismässig geringen Kontaktfläche  zwischen dem Gasraum und der Beschickung, und weil  Reaktionsgase aus der Beschickung entströmen, werden  die oxydierenden Gase über dem Beschickungsniveau  nicht den Kohlenstoff der Briketts in nennenswertem  Ausmass oxydieren. Die Dimensionen der     Rotieröfen     sind jedoch gross und führen bedeutende Wärmeverluste  mit sich, und sie sind deshalb sowohl mit Bezug auf  Anlage als Betrieb kostspielig.

   Diese Art der Erwärmung  von Beschickungsbriketts wird daher auch nicht kom  merziell verwendet.  



  Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, die     Beschik-          kungsbriketts    im Schachtofen durch direkte Verbrennung  der     Raktionsgase    in Kontakt mit den im Schacht  befindlichen Briketts zu erwärmen. Gemäss diesem  Vorschlag sollen die einzelnen Briketts dadurch geschützt  werden, dass man sie mit einer äusseren, aus feinkörni  gem Erz bestehenden Schicht versieht, so dass sich eine  zusammenhängende Schicht bildet, die das     dahinterlie-          gende    kohlenstoffhaltige Brikett gegen Verbrennung  schützt. Es bedeutet jedoch eine erhebliche Komplika  tion, die Briketts mit einer     Oxydschicht    zu versehen.  



  Aufgrund systematischer Studien und Versuche wur  de das erfindungsgemässe Verfahren erstellt, das ein  direktes Einblasen von Verbrennungsluft in den Schacht  ohne nennenswerte Luftoxydation des Kokses in den  Briketts gestattet, und das mit Vorteil sowohl bei  ungeschützten Briketts als bei Briketts mit einer kohlen  stofffreien Schicht verwendet werden kann. Die Versuche  haben ergeben, dass es von entscheidender Bedeutung ist,      dass die Reaktion in den Briketts rasch erfolgt, falls  Überhitzung und Verstopfungen durch     Sinterung    sowie  nachteilige Verbrennung von Kohlenstoff     vermieden     werden sollen.  



  Bei einer Erwärmung der Briketts auf die Reaktions  temperatur von zirka 900 C mit heissen Gasen im  Gegenstrom, zeigt die Erfahrung, dass keine Nachteile  bei Luftverbrennung von Kohlenstoff in den Briketts  entstehen. Vermutlich ist der Kohlenstoff in diesem  Stadium so gut durch die Erzkörner und das Bindemittel  geschützt, dass die oxydierenden Gase keine nennenswer  te Wirkung haben.

   Sobald jedoch die Temperatur zirka  900 C übersteigt, erfolgt     eine    stark anwachsende Luft  zehrung der ungeschützten Briketts, falls diese nicht  rasch auf ein Temperaturgebiet gebracht werden, wo die  Reaktion mit genügender Schnelligkeit     erfolgt.    Ein von  den Briketts abgehender Strom von Reaktionsgasen       verhindert,    dass sauerstoffhaltige Gase durch die äussere  Schicht der Briketts eindringen. Es wurde jedoch  festgestellt, dass eine gleichmässige hohe Temperatur in  den Briketts aufrechterhalten werden muss, wenn ein  Eindringen von oxydierenden Gasen in dieselben verhin  dert werden soll.  



  Die Temperatur muss bei brikettiertem     Magnetit-          schlick    auf 950 bis 1100 C gehalten werden. Die  Geschwindigkeit der Reaktionsgase durch die Oberflä  chenschicht dieser Briketts soll bei der Reaktionstempe  ratur 0,5 cm/Min., vorzugsweise 2,0 cm/Min.

   übersteigen       (berechnet    für 0 C und 760 mm     Hg).    Zur Aufrechterhal  tung einer ausreichend gleichmässigen     und    hohen Reak  tionstemperatur verschafft man die Wärme durch Ver  brennung der Reaktionsgase und/oder durch Zuführung  von Gasen, die durch den Schacht     emporströmen.    Das  Problem beim praktischen     Schachtofenbetrieb    ist die  Vermeidung von Klumpen wegen     Zusammensinterung     der Briketts und das Erzielen einer intensiven Mischung  von Verbrennungsluft und Reaktionsgas über den  ganzen     Schachtofenquerschnitt.     



  Beim kontinuierlichen     Lufteinblasen    durch die Seiten  wandung entstehen leicht     Verklumpungen    wegen lokaler       Üb--rerhitzung.    Gemäss der     Erfindung    wird jedoch der  Reduktionsschacht mit vorzugsweise mehreren Sätzen,       Einblasungsdüsen    versehen, die in mindestens drei  verschiedenen Höhen angebracht werden. Jeder Satz  kann     z.B.    aus vier Düsen bestehen, die im Verhältnis zu  einander je um 90 C verschoben sind. Diese Düsen  können in der Weise an die     Luftzuführungsrohre     angeschaltet werden, dass man auf jedem Niveau zwei  Paar diametral entgegengesetzte     Einblasungsstellen    er  hält.

   Die Luftzuführung an die einzelnen Paare wird  dann durch ein Umschaltventil an der Hauptleitung des  betreffenden Niveaus     reguliert.     



  Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der       Erfindung    werden durch eine periodische, rhythmische  Luftzuführung die Briketts, während sie im Schacht  herabsinken, wechselweise durch Verbrennung der     CO-          Gase    erhitzt und wiederum durch die     endothermen     Reaktionen in den Briketts abgekühlt. Dieses Betriebs  verfahren gestattet eine gute Temperaturkontrolle.  



  Die     Temperaturverteilung    im Schacht kann jedoch  dadurch weiterhin gebessert werden, dass ein Teil der  Verbrennungsluft dem zentralen Teil des Schachtes  durch ein oder mehrere Rohre, die von oben oder durch  den Boden von     unten    in den Schacht     eingeführt    werden,       zugeführt    wird.

   Diese Rohre werden vorzugsweise mit  besonderen Kanälen für jede     einzelne        Auslassöffnung     versehen, so dass man die durch jede einzelne Düse    abgehende Luft kontrollieren und regulieren kann, und  somit die Temperatur in dem betreffenden Gebiete des  Schachtes mittels     Thermoelementen,    die durch die  Schachtwand eingeführt oder an der Aussenseite des       Einblasungsrohres    montiert sein können, regulieren  kann.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren ist anhand von in  der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen von  Reduktionsschächten beschrieben.  



       Fig.    1     zeigt    einen     Vertikalschnitt    durch einen     Reduk-          tionssehacht    und       Fig.2    einen entsprechenden Horizontalschnitt durch  den Schacht nach der Linie A-A.  



       Fig.    3 zeigt einen Reduktionsschacht mit einem von  unten eingeführten Zentralrohr.  



       Fig.    4 zeigt einen Schnitt durch diesen Schacht nach  der Linie     B-B.     



       Fig.    5 zeigt einen Schacht mit zwei zentralen     Einbla-          sungsrohren,    wovon das eine von oben und das andere  von unten     eingeführt    ist.  



       In    den Figuren bezeichnet 1 den Reduktionsschacht,  der mit feuerfestem Material ausgefüttert und vorzugs  weise, wie in der Figur gezeigt, konisch     ausgeführt    ist. 2  bezeichnet einen Füllkasten oder Behälter. Die Material  zuführung zum Schacht wird mit     Hilfe    der Klappe 3  reguliert.' 4 bezeichnet die Rohrleitungen für Verbren  nungsluft, die durch die Schachtwand eingeblasen werden  soll. In den Figuren sind die     Lufteinblasungsrohre    in drei  verschiedenen Niveaus angebracht, aber die Erfindung  deckt auch     Lufteinblasung    an mehr als drei Niveaus.

   Die  und die Luftströme an die beiden Teile werden mit Hilfe  des     Umschaltungsventiles    5     kontrolliert    und gewechselt.       Fig.2    zeigt, wie der Luftstrom geleitet wird, um bei  wechselnder Anwendung von je zwei diametral entgegen  gesetzten Düsenpaaren, und zwar die Düsenpaare 6 bis 7  mit Hilfe der Ringleitung 10 und die Düsenpaare 8 bis 9  mit     Hilfe    der Ringleitung 11, in den Schacht eingeführt  werden können. Die Düsenpaare auf den anderen  Niveaus sind in analoger Weise miteinander verbun  den.  



  Auf jedem Niveau befinden sich also vier Düsen, die  mit einem Zwischenraum von 90  in der Schachtwan  dung angebracht sind. In den Figuren ist ein Schacht  gezeigt, wo sich die Düsenpaare der verschiedenen  Niveaus gerade übereinander befinden, man kann aber  auch die Luftzuführung so ausführen, dass die Düsen auf  jedem Niveau im Verhältnis zu den Düsen auf den  anderen Niveaus verschoben sind. Die Abgase werden  durch das     Abfuhrrohr    12 aus dem Schacht abgeleitet.  Eventuell kann extra Heizgas durch separate Düsen, die  auf einem oder mehreren Niveaus angebracht sein  können,     zugeführt    werden. In der     Fig.    1 bezeichnet 13,  14, 15 und 16 einen Satz Düsen für Gaszuführung an den  Schacht von der Gasleitung 17.

   Die einzelnen Düsenpaare  sind in der oben beschriebenen Weise miteinander  verbunden.  



  In     Fig.    1 bezeichnet weiterhin 18 einen     Abfuhrtisch,     und die Briketts gehen aus dem Schacht durch das       Abfuhrrohr    19 ab, das mit einer Klappe versehen sein  kann. Falls der Schacht direkt mit einem elektrischen  Reduktionsofen verbunden ist, können die Reduktions  gase durch das Rohr 21 aus demselben in den Schacht  geleitet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass man  beim Betrieb des Schachtes gemäss     Fig.    1 bei einigen  Erztypen gleich innerhalb der Düsenöffnung, wo die  Wärmekonzentration am grössten ist, lokale Überhitzung      und     Sinterung    der Beschickung riskieren kann.

   Dies hat  Betriebsschwierigkeiten und Abnutzung der Ausrüstung  zur Folge gehabt, und man hat daher gefunden, dass es  vorteilhaft ist, den Schacht an sich rotieren oder  oszillieren zu lassen, während die Beschickungssäule     in     Ruhe verbleibt. Die Rotationsanordnung für die Schacht  wände ist nicht in der Zeichnung veranschaulicht.  



  Bei der Anwendung von vier Düsen auf jedem  Niveau, wie oben beschrieben, genügt es, die Schacht  wände über 90  oszillieren zu lassen. In dieser Weise  wird die ganze Beschickungsmenge sukzessiv mit den  brennenden Gasen in Berührung     kommen,    und man  vermeidet lokale Überhitzung und sich daraus ergebende       Sinterung    und Betriebsstörung. Die Abfuhr kann dann in  der Weise     erfolgen,    dass der     Abfuhrtisch    in entsprechen  der Weise, aber in entgegengesetzter Richtung, rotiert  oder oszilliert. Man kann auch einen stationären Tisch  verwenden und die     Abfuhrgeschwindigkeit    durch Ände  rung der Drehgeschwindigkeit des Schachtes regulie  ren.  



  Der Schacht gemäss     Fig.3    ist mit einem zentralen       Lufteinblasungsrohr    22 versehen, das aus einer wärmebe  ständigen Legierung oder mit einem Belag aus kerami  schem Material mit hohem     Erweichungspunkt    ausgeführt  werden kann. Das Rohr ist auf verschiedenen Niveaus  mit Düsenpaaren zur     Lufteinblasung    versehen. Die Figur  zeigt ein Rohr mit vier Niveaus zur     Lufteinblasung    und  zwei Düsenpaaren auf jedem Niveau. Drei der Düsenpaa  re sind auf denselben Niveaus wie die entsprechenden  Düsenpaare in der Schachtwand und auf demselben  Diameter wie diese angebracht.

   Es steht jedoch dem  nichts im Wege, das     Zenterrohr    so zu drehen, dass seine  Düsen im Verhältnis zu den Düsen in der Schachtwand  um 45  verschoben werden. Eventuell kann das Rohr so  aufgelagert werden, dass es über einen Winkel von 90   gedreht oder oszilliert werden kann. Jede einzelne Düse  kann ein separates Rohr haben, und diese Rohre werden  durch den Kern des Zentralrohres     emporgeführt,    so dass  die Möglichkeit besteht, die Luftmenge durch jede Düse  zu regulieren und zu kontrollieren. In den     Fig.    3 und 4  bezeichnen 23, 24 und 25, 26 zwei Düsenpaare, die den  Düsenpaaren 6, 7 und 8, 9 in der Schachtwand  entsprechen.

   In     Fig.4    bezeichnen 27 und 28 zwei der  Rohre an die beiden obersten Düsenpaare, wovon nur  das Paar 29, 30 in der     Fig.    3 gezeigt ist.  



  Die fertig reduzierten Briketts werden mit Hilfe einer  rotierenden Schiebevorrichtung 31 aus dem Schacht  abgeführt. Die diesbezügliche Drehanordnung ist nicht in  der     Fig.3    veranschaulicht. Die Schiebevorrichtung  schiebt die Briketts in eine ringförmige Rinne 32, und  von dort werden sie durch ein oder mehrere     Abfuhrrohre     abgeleitet. 33 deutet ein solches Rohr an.  



       Fig.    5 zeigt, wie erwähnt, eine Ausführung mit zwei  vertikalen zentralen Rohren. Das Rohr 34 hat keine  separaten Düsen, sondern ist mit Öffnungen oder  Perforierungen versehen, die in angemessenen Abständen  angebracht sind. Das Rohr kann mit einem rotierenden       Abfuhrtisch    36, der mit dem Rohr rotiert, fest verbunden  sein. Die diesbezügliche Drehanordnung ist nicht in der  Figur gezeigt. Die Briketts gehen durch das     Abfuhrrohr     37, das eventuell mit einer Klappe 38 versehen sein kann,  aus dem Schacht ab.

   Das     herabragende    zentrale Rohr 39  ist mit Düsenpaaren mit separater Luftzuführung, wie  unter     Fig.    3 beschrieben, ausgerüstet.     In    der Figur sind  die Düsenpaare auf drei verschiedenen Niveaus 40, 41  und 42, angebracht.    Man erzielt eine bessere Temperaturkontrolle im  Schacht, wenn man die Luftzuführung durch die Düsen  in der Seitenwand und durch diejenigen im zentralen Teil       intermittierend    erfolgen lässt, und zwar dadurch, dass die  Luft periodenweise     ein-    und ausgeschaltet wird. Man hat  durch systematischen Wechsel der Luftzuführung mit  Zwischenräumen von einer halben Minute durch nahe  aneinander liegende     Einblasöffnungen    gute Resultate  erzielt.  



  Die Erfindung kann auch bei anderen     oxydischen     Erzen, wie     z.B.        Ilmenit,        Manganerz    und Chromerz, zur  Anwendung gelangen. Generell kann das Verfahren zur  Behandlung von stückförmiger     kohlenstoffhaltiger    Be  schickung jeder Art im Schachtofen verwendet werden,  wobei die Stücke oder die Briketts während ihres  Durchgangs durch den Schacht Gas abgeben.  



  Das Verfahren eignet sich besonders zur     Vorreduk-          tion    von Beschickung, die in separaten elektrischen  Schmelzöfen fertig reduziert und geschmolzen werden  soll, weil die Schächte über dem Schmelzofen angebracht  werden können, so dass man die heissen     vorreduzierten     Briketts ohne mechanischen Transport direkt durch  Rohre in den Schmelzofen aufgeben kann. Die Reak  tionsgase vom Schmelzofen können eventuell durch den  Schachtofen geleitet werden.  



  Das Verfahren kann auch mit Vorteil zur effektiven  Reduktion des Kohlenstoff-Aufwandes in     Niederschacht-          Hochöfen    verwendet werden.



  Process for the reduction of metal oxides The invention relates to a process for the continuous reduction of metal oxides to metal len in the shaft furnace, the charge consisting entirely or partially of both reducing agent and metal oxide-containing fittings and by burning the reaction gases and / or supplied gaseous heating medium in the Contact with the fittings is heated and reduced, characterized in that oxygen-containing gases are blown in at least three levels of the shaft in regulated quantities.



  The process can be carried out in the shaft furnace in such a way that the heat requirement is covered by the combustion of gases that form in the molded pieces as a result of the reaction and / or of the combustible gases supplied in the shaft itself and in contact with the charge.



  It is already known that feed briquettes or pellets can be produced from fine-grain iron ore or ore concentrate in conjunction with coke or coal powder together with a binder. Since the iron oxide and the coke in such briquettes are present as small grains with a large reactive contact area, an astonishingly rapid reduction occurs in the briquettes when they are heated to a temperature of over about 900 C. CO is formed in the briquettes, which reduces Fe203 or Fe0 and CO is continuously regenerated through the reaction between CO., And C.

   However, the reduction process in the briquettes is highly endothermic and requires a continuous supply of heat.



  It has been proposed to heat the loading bri chains by indirect heating in muffle furnaces or the like. This will avoid any harmful air oxidation of carbon, but the heat transfer will be slow and ineffective. This method is therefore not used in technology.



  The charging briquettes can also be heated in a rotary furnace by burning off the gases evolved in the briquettes together with additional heating means, e.g. Gas, oil or coal powder that are fed in above the feed level. Because of the relatively small contact area between the gas space and the charge, and because reaction gases escape from the charge, the oxidizing gases above the charge level will not oxidize the carbon of the briquettes to any significant extent. However, the dimensions of the rotary furnaces are large and entail significant heat losses and are therefore costly both in terms of equipment and operation.

   This type of heating of charging briquettes is therefore not used commercially.



  It has also already been proposed to heat the charging briquettes in the shaft furnace by direct combustion of the reaction gases in contact with the briquettes in the shaft. According to this proposal, the individual briquettes are to be protected by providing them with an outer layer consisting of fine-grain ore, so that a coherent layer is formed which protects the carbon-containing briquette behind it against combustion. However, it is a considerable complication to provide the briquettes with an oxide layer.



  On the basis of systematic studies and tests, the method according to the invention was created which allows combustion air to be blown directly into the shaft without significant air oxidation of the coke in the briquettes, and which can be used to advantage both with unprotected briquettes and with briquettes with a carbon-free layer . The tests have shown that it is of crucial importance that the reaction in the briquettes takes place quickly if overheating and clogging due to sintering and the disadvantageous combustion of carbon are to be avoided.



  When the briquettes are heated to the reaction temperature of around 900 C with hot gases in countercurrent, experience shows that there are no disadvantages when the carbon in the briquettes is burned in air. Presumably the carbon is so well protected by the ore grains and the binding agent at this stage that the oxidizing gases have no significant effect.

   However, as soon as the temperature exceeds around 900 C, the unprotected briquettes are depleted of air rapidly if they are not quickly brought to a temperature range where the reaction takes place with sufficient speed. A flow of reaction gases emanating from the briquettes prevents oxygen-containing gases from penetrating through the outer layer of the briquettes. However, it has been found that a uniform high temperature must be maintained in the briquettes if the penetration of oxidizing gases is to be prevented in the same.



  The temperature must be kept at 950 to 1100 C with briquetted magnetite silt. The speed of the reaction gases through the surface layer of these briquettes should be 0.5 cm / min., Preferably 2.0 cm / min. At the reaction temperature.

   exceed (calculated for 0 C and 760 mm Hg). To maintain a sufficiently uniform and high reaction temperature, the heat is provided by burning the reaction gases and / or by supplying gases that flow up through the shaft. The problem with practical shaft furnace operation is the avoidance of lumps due to the sintering together of the briquettes and the achievement of an intensive mixture of combustion air and reaction gas over the entire shaft furnace cross section.



  When air is continuously blown in through the side wall, clumps can easily occur due to local overheating. According to the invention, however, the reduction shaft is preferably provided with several sets of injection nozzles which are attached at at least three different heights. Each sentence can e.g. consist of four nozzles which are each shifted by 90 C in relation to each other. These nozzles can be connected to the air supply pipes in such a way that two pairs of diametrically opposite injection points are kept at each level.

   The air supply to the individual pairs is then regulated by a switching valve on the main line of the level in question.



  According to a preferred embodiment of the invention, by means of a periodic, rhythmic air supply, the briquettes are alternately heated by combustion of the CO gases while they are sinking in the shaft and are in turn cooled by the endothermic reactions in the briquettes. This method of operation allows good temperature control.



  The temperature distribution in the shaft can, however, be further improved by supplying part of the combustion air to the central part of the shaft through one or more pipes which are introduced into the shaft from above or through the floor from below.

   These pipes are preferably provided with special channels for each individual outlet opening, so that one can control and regulate the air exiting through each individual nozzle, and thus the temperature in the relevant area of the shaft by means of thermocouples, which are introduced through the shaft wall or on the outside of the injection pipe can be mounted, can regulate.



  The method according to the invention is described with reference to the exemplary embodiments of reduction shafts shown in the drawing.



       1 shows a vertical section through a reduction shaft and FIG. 2 shows a corresponding horizontal section through the shaft along the line A-A.



       3 shows a reduction shaft with a central pipe inserted from below.



       Fig. 4 shows a section through this shaft along the line B-B.



       5 shows a shaft with two central injection pipes, one of which is introduced from above and the other from below.



       In the figures, 1 denotes the reduction shaft, which is lined with refractory material and preferably, as shown in the figure, is conical. 2 denotes a filling box or container. The material supply to the shaft is regulated with the help of the flap 3. 4 indicates the pipelines for combustion air to be blown through the shaft wall. In the figures, the air injection pipes are installed at three different levels, but the invention also covers air injection at more than three levels.

   The and the air flows to the two parts are controlled and changed with the help of the switching valve 5. Fig. 2 shows how the air flow is directed to with alternating use of two diametrically opposed pairs of nozzles, namely the nozzle pairs 6 to 7 with the help of the ring line 10 and the nozzle pairs 8 to 9 with the help of the ring line 11 in the shaft can be introduced. The pairs of nozzles on the other levels are verbun with one another in an analogous manner.



  So there are four nozzles on each level, which are fitted with a gap of 90 in the shaft wall. The figures show a shaft where the pairs of nozzles of the different levels are just above one another, but the air supply can also be carried out so that the nozzles on each level are shifted in relation to the nozzles on the other levels. The exhaust gases are discharged from the shaft through the discharge pipe 12. If necessary, extra heating gas can be supplied through separate nozzles, which can be installed on one or more levels. In FIG. 1, 13, 14, 15 and 16 denote a set of nozzles for supplying gas to the duct from the gas line 17.

   The individual pairs of nozzles are connected to one another in the manner described above.



  In FIG. 1, 18 further designates a discharge table, and the briquettes exit the shaft through the discharge pipe 19, which can be provided with a flap. If the shaft is connected directly to an electric reduction furnace, the reducing gases can be passed through the pipe 21 from the same into the shaft. However, it has been shown that when operating the shaft according to FIG. 1, with some types of ore, local overheating and sintering of the charge can be risked right inside the nozzle opening where the heat concentration is greatest.

   This has resulted in operational difficulties and equipment wear, and it has therefore been found to be advantageous to rotate or oscillate the chute itself while leaving the feed column at rest. The rotation arrangement for the shaft walls is not illustrated in the drawing.



  When using four nozzles at each level, as described above, it is sufficient to let the shaft walls oscillate over 90. In this way, the entire charge will gradually come into contact with the burning gases, and local overheating and the resulting sintering and malfunction is avoided. The discharge can then take place in such a way that the discharge table rotates or oscillates in the same way, but in the opposite direction. You can also use a stationary table and regulate the discharge speed by changing the rotation speed of the shaft.



  The shaft according to FIG. 3 is provided with a central air injection pipe 22, which can be made of a heat-resistant alloy or with a covering of ceramic material with a high softening point. The pipe is provided with pairs of nozzles for air injection at different levels. The figure shows a pipe with four levels for air injection and two pairs of nozzles on each level. Three of the nozzle pairs are mounted on the same level as the corresponding nozzle pairs in the shaft wall and on the same diameter as this.

   However, nothing stands in the way of rotating the center pipe so that its nozzles are shifted 45 in relation to the nozzles in the shaft wall. Eventually the pipe can be supported so that it can be rotated or oscillated through an angle of 90. Each individual nozzle can have a separate tube, and these tubes are led up through the core of the central tube, so that it is possible to regulate and control the amount of air through each nozzle. In FIGS. 3 and 4, 23, 24 and 25, 26 designate two pairs of nozzles which correspond to the pairs of nozzles 6, 7 and 8, 9 in the shaft wall.

   In FIG. 4, 27 and 28 designate two of the tubes on the two uppermost pairs of nozzles, of which only the pair 29, 30 is shown in FIG.



  The completely reduced briquettes are removed from the shaft with the aid of a rotating pusher device 31. The relevant rotating arrangement is not illustrated in FIG. The pushing device pushes the briquettes into an annular channel 32 and from there they are discharged through one or more discharge pipes. 33 indicates such a pipe.



       As mentioned, Fig. 5 shows an embodiment with two vertical central tubes. The tube 34 does not have separate nozzles, but is provided with openings or perforations which are made at appropriate intervals. The pipe can be fixedly connected to a rotating discharge table 36 which rotates with the pipe. The relevant rotating arrangement is not shown in the figure. The briquettes go through the discharge pipe 37, which can possibly be provided with a flap 38, from the shaft.

   The protruding central tube 39 is equipped with pairs of nozzles with separate air supply, as described under FIG. 3. In the figure, the nozzle pairs are arranged at three different levels 40, 41 and 42. A better temperature control in the shaft is achieved if the air supply through the nozzles in the side wall and through those in the central part is made intermittently, namely by the fact that the air is switched on and off periodically. Good results have been achieved by systematically changing the air supply with gaps of half a minute through blow-in openings close to one another.



  The invention can also be applied to other oxide ores such as e.g. Ilmenite, manganese ore and chrome ore, are used. In general, the method can be used for the treatment of lump-shaped carbon-containing loading of any type in the shaft furnace, the pieces or the briquettes emitting gas as they pass through the shaft.



  The process is particularly suitable for the pre-reduction of feed which is to be completely reduced and melted in separate electric melting furnaces, because the shafts can be attached above the melting furnace so that the hot pre-reduced briquettes can be transported directly through pipes into the melting furnace without mechanical transport can give up. The reaction gases from the furnace can possibly be passed through the shaft furnace.



  The process can also be used to advantage for the effective reduction of the carbon consumption in low-shaft blast furnaces.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur kontinuierlichen Reduktion von Metall oxyden zu Metallen im Schachtofen, wobei die Beschik- kung ganz oder teilweise aus sowohl Reduktionsmittel als Metalloxyd enthaltenden Formstücken besteht und durch Verbrennung der Reaktionsgase und/oder zugeführter gasförmiger Heizmittel im Kontakt mit den Formstücken erhitzt und zur Reduktion gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens drei Höhenlagen des Schachtes sauerstoffhaltige Gase in regulierten Mengen eingeblasen werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gaseinblasen intermittierend erfolgt. 2. PATENT CLAIM A process for the continuous reduction of metal oxides to metals in the shaft furnace, the charge completely or partially consisting of both reducing agent and metal oxide-containing fittings and heated by combustion of the reaction gases and / or supplied gaseous heating agent in contact with the fittings and brought to reduction is, characterized in that oxygen-containing gases are blown in at at least three levels of the shaft in regulated quantities. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that the gas is injected intermittently. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Teil der Verbrennungsluft dem zentralen Teil des Schachtes mit Hilfe von Rohren oder Kanälen im Schachte zugeführt wird, während der Rest durch Öffnungen in der Schachtwandung eingeblasen wird. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Luftzuführungsrohre von oben in den zentralen Teil des Schachtes eingeführt werden. 4. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Luftzuführungsrohre von unten, z.B. durch die Abfuhranordnung im Boden des Schachtes, eingeführt werden. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Rohre während des Betriebes rotieren oder oszillieren. Method according to claim, characterized in that part of the combustion air is fed to the central part of the shaft with the help of pipes or channels in the shaft, while the rest is blown in through openings in the shaft wall. 3. The method according to dependent claim 2, characterized in that the air supply pipes are introduced from above into the central part of the shaft. 4. The method according to dependent claim 2, characterized in that the air supply pipes from below, e.g. through the discharge arrangement in the bottom of the shaft. 5. The method according to dependent claim 4, characterized in that the tubes rotate or oscillate during operation. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schachtwände im Verhältnis zur Beschickung rotieren oder oszillieren. 7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Luftzuführung periodisch erfolgt. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Luftzuführung zum Schacht so reguliert wird, dass in den Beschickungsbriketts eine so hohe Temperatur aufrechterhalten wird, dass die Reak tionsgase den Briketts mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,5 cm/Min., vorzugsweise über 2 cm/Min., gemäss einer Berechnungsgrundlage von 0 C und 760 mm Hg., entströmen. 6. The method according to claim, characterized in that the shaft walls rotate or oscillate in relation to the feed. 7. The method according to claim, characterized in that the air supply takes place periodically. B. The method according to claim, characterized in that the air supply to the shaft is regulated so that such a high temperature is maintained in the charging briquettes that the reac tion gases the briquettes at a speed of at least 0.5 cm / min., Preferably more than 2 cm / min., according to a calculation basis of 0 C and 760 mm Hg.
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